No bruker industrien vatn eller CO2 for å presse ut mest mogleg, men dei får nesten like mykje vatn ut som dei pøsar inn. Ved å bruke nanopartiklar i vatnet kan det endre overflateforholdet mellom stein og olje, og dermed drive ut meir olje.

Kuler kan få meir olje ut frå reservoara

Stjerneforskar har høge ambisjonar på vegne av ugelstadkuler. I løpet av nokre år kan norske forskingsmiljø vere verdsleiande på bruk av nanoteknologi i petroleumsindustrien.

dummy

– Norge har den høgste utvinningsgraden i verda. Likevel blir om lag halvparten av oljen liggande att i reservoara, seier Jianying He, førsteamanuensis ved NTNU.

– I USA og Canada har dei jobba lenge med bruk av nanoteknologi i petroleumsindustrien, men i Norge er dette eit relativt nytt forskingsfelt. Eg håper vi skal ta dei att, og trur vi kan bli verdsleiande på dette området innan ti års tid. Det skal vi klare først og fremst ved å utvikle enklare og meir effektive metodar, og gjere dei tilgjengelege for industrien, seier He.

Jianying He (35) er ein av dei 17 forskarane som er med i NTNUs stjerneprogram, ei elitesatsing som skal hjelpe unge forskartalent til å etablere seg på høgt internasjonalt nivå.

– Stjerneprogrammet gir meg veldig positiv støtte til forskinga eg driv. Eg får litt redusert undervisningsmengde, og eg har fått ein mentor som er verdsleiande på dette området, ein professor ved Brown University i USA. Dessutan får vi ei viss økonomisk støtte, som gjer det mogleg å reise og besøke leiande forskingsmiljø rundt om i verda.

Reiseplanane for dei neste fire åra omfattar både USA, Japan, Storbritannia og heimlandet Kina.

Ugelstadkulene

He forskar på polymere partiklar, på dei såkalla ugelstadkulene.

Les meir om ugelstadkulene: Små kuler på nye veier

Det er bittesmå plastkuler som er biomagnetiske. Kulene kan brukas for å modellere fysiske prosessar,for eksempel i bioteknologi når ein skal skilje ut biologisk materiale. I medisin kan kulene brukas i diagnostikk og kreftbehandling ved å isolere celler, DNA og mRNA eller for å måle proteiner. Ugelstadkulene blei fødd i 1977 i eit laboratorium på Noregs tekniske høgskule, det som no er NTNU.

Eit av hennar prosjekt er å vidareutvikle kulene til bruk i neste generasjon LCD-skjermar.

– Vi gir kuler med polymerkjerne eit tynt metallbelegg utapå, slik at dei kan lede straum. Dermed kan dei erstatte dei mikroskopiske metallkulene som brukast i LCD-skjermar no. Det blir både billegare og meir miljøvennleg. Vi sparer metall, dei blir mellom anna blyfrie, seier He.

NTNU Stjerneprogrammet

NTNU ønsker å dyrke frem flere eliteforskere, og 17 unge forskere på NTNU er plukket ut til å bli med i «Stjerneprogrammet».

Forskerne har allerede utmerket seg internasjonalt innenfor sine fagfelt, og jobber med alt fra økonomisk historie til nanoteknologi og medisin.

Ved hjelp av mentorer, opphold i utlandet, samlinger, penger og Olympiatoppens kompetanse innen talentutvikling skal forskerne settes bedre i stand til å kapre flere internasjonale verdensmesterskap innen forskning.

I ein og same LCD-skjerm er det behov for mange typar kuler, med ulike eigenskapar. På nanomekanisk lab kan dei teste ut ulike oppskrifter for å finne dei kulene som egner seg best på forskjellige bruksområde. I tillegg bruker dei datasimuleringar.

Les meir om korleis nanoforskarane spelar sjakk på eit hårstrå.

– Vi arbeider nært med industrien, og hjelper dei å utvikle ny teknologi. Vi kan skreddarsy kuler til ulik bruk, seier He.

Drive ut olje

Jianying He leiar også eit større forskingsprosjekt om bruk av skreddarsydde nanopartiklar for å få ut meir av oljen i oljefelta. Det forskingsarbeidet tar til for alvor i sommar.

– Norge har den høgste utvinningsgraden i verda. Likevel blir om lag halvparten av oljen liggande att i reservoara. No bruker industrien vatn eller CO2 for å presse ut mest mogleg, men dei får nesten like mykje vatn ut som dei pøsar inn. Ved å bruke nanopartiklar i vatnet kan det endre overflateforholdet mellom stein og olje, og dermed drive ut meir olje, seier He, og samanliknar med oppvaskmiddel i vaskevatnet: Det påverkar overflata på dei skitne tallerkane, og gjer det lettare å få av feittet.

Utgangspunktet er dei gode, gamle ugelstadkulene. Ein metode er å gi kulene ei overflate som gjer at dei snurrar rundt som hjul, og dermed driv oljen framover. Ein annan metode er å bruke kuler med lada overflate, slik at dei kan gli inn mellom oljen og bergarten i reservoaret.

Prosjektet er støtta av Forskingsrådets to store program for petroleum og nanoteknologi, som for første gong gjekk saman om ei fellesutlysing. Dei to industripartnarane Det Norske Oljeselskap og Wintershall Norge bidrar med 20 prosent av finansieringa.

Dei små kulene kan gi store inntekter

– For kvar prosent vi aukar utvinningsgraden i oljefelta, aukar inntektene med 300 milliardar kroner.

Høgteknologi og vikingar

Jianying He er født nordaust i Kina, i ein region med hardt klima, der det kunne bli 35 til 40 minusgrader om vinteren. Ho flytta til Beijing for å studere da ho var 18. Ho vart fanga av nanoteknologien medan ho var mastergradstudent på Beijings parallell til NTNU, USTB, der dei hadde ein svært avansert nanoteknisk lab.

Ho kom til NTNU som doktorgradstipendiat i 2006, og har blitt her sidan.

– Eg visste svært lite om dei nordiske landa da eg kom hit. Det meste hadde eg frå eventyr og historier om vikingar. Men eg kom til eit land som var meir prega av høgteknologi enn av vikingar.

Ho vart mellom anna slått av dei store skilnadene i undervisningssystem mellom Norge og Kina.

– Før eg begynte på skolen i Kina måtte eg lære å telle til 100 – framlengs og baklengs. Måten dei lærer på i skolen i Kina er nok nyttig for eksamen. Men meir enn halvparten av det eg har lært, har eg ikkje hatt bruk for. Måten dei lærer på her er meir praktisk, og truleg meir nyttig for livet. Vi ser det også på studentane her. Dei studerer hardt i Kina, men dei blir meir kreative i Norge, meiner He.

Ho har ingen planar om å forlate NTNU og Trondheim med det første.

– Eg har budd ti år i Beijing, og veit korleis det er i verkeleg store byar. Eg likar meg betre i Trondheim. Byen er roleg og avslappa, og ein kan nå overalt på 10-15 minutt.
Ho er også godt nøgd med forskingsfasilitetane ved NTNU, særleg nanolaben, og nanomekanisk lab, som ho har vore med på å bygge opp.

Men ho framhever særleg støtta frå og samarbeidet med kollegaer, også på tvers av fag- og instituttgrenser.

– Det norske samfunnet er avslappa og lettvint. Ein berre stikk innom kontora til kvarandre – eller tar ein uformell prat over ein kaffekopp. Det kan kome gode idear til nye prosjektsøknader ut av slikt.